Электрифицированные железные дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

тяговой замыкание трансформатор

Электрическая тяга на железной дороге обеспечивает ряд существенных технических и экономических преимуществ. Электровозы могут возить более тяжелые составы и со значительно большей скоростью, чем локомотивы других типов, что сильно увеличивает пропускную и провозную способность железной дороги. Производство электроэнергии на электростанциях, от которых как правило питаются электрические железные дороги, значительно дешевле, чем производство тепловой энергии на паровозах и тепловозах. Тяговый электродвигатель имеет более высокий КПД, чем паровая машина и двигатель внутреннего сгорания. Достоинством электрификации является и то обстоятельство, что строительство линий электропередач и подстанций создает широкие возможности электрификации близлежащих районов без значительных затрат.

Современные тяговые подстанции электрифицированных железных дорог представляют собой установки предназначенные для комплексного электроснабжения электроподвижного состава тяговых железнодорожных потребителей, включая потребителей устройств СЦБ, и железнодорожных промышленных и сельскохозяйственных потребителей, условно называемых районными потребителями.

На тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог эксплуатируется значительное число силовых трансформаторов напряжением до 220 кВ и мощностью до 63 МВА. Важная роль трансформаторов в системе электроснабжения, сложность организации и значительная стоимость ремонта требуют создания эффективной системы диагностирования, основная задача которой - обнаружение дефектов на ранней стадии их развития.

Эксплуатация участков, электрифицированных на переменном токе, показали технико-экономические преимущества этой системы. Так, капитальные затраты при электрификации на переменном токе, учитывая реконструкцию магистральных и местных линий связи с заменой воздушных на кабельные, на 15 - 18 % ниже, чем при постоянном. Достигается экономия более 2 т меди на 1 км; в 2- 3 раза уменьшается количество тяговых подстанций. Полностью снимаются проблемы электрокоррозии металлических сооружений в зоне линий, электрифицированных на переменном токе, практически не происходит износа контактных проводов.

Мощность электровозов переменного тока, эксплуатируемых на дороге, существенно выше, чем электровозов постоянного тока: часовая мощность 12-осного электровоза переменного тока составляет 10 000 кВт, а постоянного -- менее 6000 кВт.

Система переменного тока имеет высокий уровень эксплуатационной надежности. Количество порч на 1 млн. км пробега электровозов постоянного тока почти в 2 раза больше, чем у электровозов переменного тока. При напряжении 25 кВ в контактной сети, обеспечивающем небольшие потери энергии и напряжения, вторичное напряжение тягового трансформатора электровоза, равное 1,0- 1,5 кВ, определяет высокую надежность его оборудования, особенно тяговых двигателей. Одновременно свободный выбор вторичного напряжения позволяет наиболее рационально построить силовые цепи электровоза, применив параллельное соединение всех двигателей, что обеспечивает лучшие тяговые характеристики. Следующим шагом повышения надежности ЭПС переменного тока будет использование бесколлекторных тяговых двигателей.

Высокая надежность электроподвижного состава переменного тока обеспечивается также принципиальным преимуществом защиты оборудования ЭПС, действующей в первичной цепи переменного тока, в которой ток каждый период проходит 2 раза через нулевое значение, что способствует гашению электрической дуги при коротких замыканиях. При переменном токе проще устройства контактной сети и тяговых подстанций, значительно ниже удельная повреждаемость устройств электроснабжения на 1 км эксплуатационной длины.

В 1959 г. на переменном токе был электрифицирован первый магистральный участок Чернореченская -- Клюквенная (Уяр) Красноярской дороги. К этому времени на постоянном токе было уже электрифицировано 11,6 тыс. км -- в основном магистральных линий. Для снижения числа пунктов, где стыкуются системы постоянного и переменного тока, дальнейшую электрификацию вели и на постоянном, и на переменном токе.

Исходные данные

1)Тяговая подстанция ЭЧЭ-26

2)Тип присоединения - транзитная в рассечку ЛЭП

3)Род тока - переменный.

)Характеристика источников питания.

ИП 1- Цемзавод; МВА; МВА;

ИП 2 - ТЭЦ-11: МВА; МВА;

5)Данные по подстанции.

Понижающие трансформаторы:

МВА;

кВ;

кВ;

кВ;

Количество трансформаторов - 2;

кВА;

Количество фидеров - 8;

;

6) Длины участков ЛЭП.

l₁ = 8 км;

l₂ = 25 км;

l₃ = 32 км;

l₄ = 46 км;

7) Характеристика потребителей собственных нужд.

Таблица 1 - Характеристика потребителей собственных нужд

Наименование потребителя	ки	км	Р, кВт
Рабочее освещение	0.7	1.0	21
Аварийное освещение	0.7	1.0	2.4
Моторные нагрузки	0.7	0.8	21
Печи отопления и калориферы	0.7	1.0	37
Потребители СЦБ	0.7	0.8	21
Собственные нужды ПА	0.7	1.0	21
Цепи управления, защиты и сигнализации	0.7	1.0	2.1

8) Данные для расчёта заземляющих устройств.

Сопротивление верхнего слоя земли: Омм;

Сопротивление нижнего слоя земли: Омм;

Толщина верхнего слоя земли: м;

Время протекания - 0.7 с;

9) Выдержка времени релейной защиты.

Вводы 110 кВ - 2.0 с;

Вводы 10 кВ - 1.0 с;

Вводы 27.5 кВ - 1.5 с;

Фидер 27.5 кВ - 0.5 с;

Фидер 10 кВ - 1.0 с;

Глава 1. Однолинейная схема главных электрических соединений

1.1 Структурная схема подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 Структурная схема тяговой подстанции

1.2 Выбор типа силовых трансформаторов

Согласно исходным данным выбираем тяговый трансформатор типа: ТДТНЖ-40000 / 110

Таблица 2 - Технические характеристики трансформатора ТДТНЖ-40000 / 110

Тип трансформатора	Номинальное напряжение обмоток , кВ	Потери, кВт	uК, %	IХ, %
	ВН	СН	НН	РХ	РК	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
ТДТНЖ-40000 /110	115	27.5	11	43.5	218.53	10.35	18.26	6.21	0.46

Согласно исходным данным выбираем трансформатор СЦБ типа: ТМ- 100 / 6

Таблица 2.1-Технические характеристики трансформатора ТМ- 100 / 6

Тип трансформатора	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	uК, %	IХ, %
	ВН	НН	Pх	Pк	ВН-НН
ТМ- 100 / 6	6.3	0.525	0.6	2.4	5.5	6.5

1.3 Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции

Однолинейную схему тяговой подстанции составляем на основе типовых проектов и конкретных условий задания. При выборе схемы главных электрических соединений тяговой подстанции будем учитывать следующие требования:

надёжность работы;

экономичность;

удобство эксплуатации;

безопасность обслуживания;

возможность расширения;

Надёжность работы тяговой подстанции обеспечивается:

резервированием силовых трансформаторов, преобразовательных агрегатов, аппаратуры и токоведущих частей;

секционированием сборных шин разъединителями или выключателями, снабжёнными соответствующими автоматическими устройствами;

устройством обходных цепей с выключателями для замены основных выключателей на время ремонта;

В соответствии с указанными требованиями разработаны типовые схемы РУ:

ОРУ-110 кВ опорной тяговой подстанции выполняется по схеме: одна рабочая система сборных шин с секционным выключателем и обходная система сборных шин.

ОРУ-27.5 кВ выполняется по схеме: одна рабочая система сборных шин и обходная шина, рабочая система сборных шин состоит из 3 шин, две из которых А и В секционированы разъединителями, 3-я шина выполнена в виде заземленного рельса.

РУ-10 кВ выполняется по схеме: одна рабочей система сборных шин, секционированная выключателем.

1.4 Описание назначения основных элементов схемы тяговой подстанции

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии по уровню напряжения.

Высоковольтные выключатели переменного тока - основные аппараты для включения и отключения высоковольтных цепей переменного тока при нормальном и аварийном режимах.

Разъединители - аппараты, применяемые в электроустановках выше 1000В и предназначенные для размыкания предварительно обесточенных электрических цепей, а также для создания видимого разрыва цепи, обеспечивающего безопасность работы персонала.

Трансформаторы тока - служат для уменьшения первичного тока до значений наиболее удобных для питания измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения - предназначены для изоляции цепей обмоток вольтметров, счётчиков, реле и других приборов от сети первичного напряжения и понижения первичного напряжения до величины, удобной для питания приборов и реле.

Ограничители перенапряжения - серии ОПН предназначены для защиты электрооборудования сетей переменного тока частоты 50 Гц от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Предохранители - служат для защиты цепей от тока КЗ и длительных перегрузок.

Токоведущие части - неизолированные и изолированные проводники, предназначенные для соединения источников с приёмниками энергии через различные переключающие аппараты.

Изоляторы - электротехнические устройства, предназначенные для электрической изоляции и механического крепления электроустановок или их отдельных частей, находящихся под разными электрическими потенциалами.

ТСН - служит для питания собственных нужд тяговой подстанции.

1.5 Выбор трансформатора собственных нужд

На тяговой подстанции устанавливают два ТСН с вторичным напряжением 380/220В, каждый из которых рассчитан на полную мощность собственных нужд. На опорной тяговой подстанции помимо двух основных ТСН, устанавливают два трансформатора подогрева, ввиду большего числа выключателей.

Питание ТСН на тяговых подстанциях постоянного тока осуществляется от шин

10 (35) кВ, а на подстанции переменного тока - от шин ОРУ- 27.5 кВ или 227,5 кВ.

Необходимая мощность для питания СН переменного тока может быть определена суммированием мощностей всех потребителей подстанции.

Расчётную мощность ТСН определим по формуле:

кВА (1.5.1.)

где , кВА;

где - активная суммарная мощность, кВт;

- суммарная реактивная мощность, кВА

, кВт , (1.5.2)

где - коэффициент использования установленной мощности;

- заданная мощность собственных нужд;

- тангенс конкретного вида собственных нужд;

Таблица 2.1 - Характеристики потребителей СН

Наименования потребителя	KИ	KM	S, кВт
Рабочее освещение	0.7	1.0	21
Моторные нагрузки	0.7	0.8	21
Печи отопления и калориферы	0.7	1.0	37
Потребители СЦБ	0.7	0.8	21

Используя выражение (1.5.2.) получим:

, кВт;

, кВт;

, кВт;

, кВт;

Pу =70 кВт;

Используя выражение (1.5.2.) получим:

0 кВАр;

11.025 кВАр;

0 кВАр;

11.025 кВАр;

кВАр;

кВА;

Согласно выражению (1.5.1.) получим:

кВА;

По рассчитанной мощности выбираем ТСН типа: ТМ -250/10

Таблица 3 - Технические характеристики трансформатора ТМ -250/10

Тип трансформатора	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	UК, %	IХ, %	Схема и группа соединения обмоток
	ВН	НН	РХ	РК
ТМ -250/10	10	0.4	0,82	3,7	4,5	2,3	Y/Y0-0

1.6 Схемы питания потребителей собственных нужд

Питание потребителей СН тяговых подстанций переменным током осуществляется от систем сборных шин 380/220 или 220/127В комплектных распределительных устройств (КРУН), устанавливаемых на открытой части тяговой подстанции и шкафа собственных нужд, устанавливаемого в здании подстанции. К системе сборных шин КРУН обычно подключают следующие фидеры: обдува понижающих трансформаторов; ВЛ. СЦБ; передвижного масляного хозяйства; дистанций контактной сети и другие, а к системе сборных шин шкафа СН - фидеры электрических печей отопления здания подстанции, вентиляторов машинного зала, освещения закрытой части тяговой подстанции, питания пульта дистанционного управления разъединителями контактной сети стоек телемеханики и автоматики и т.д..

Для питания потребителей с различными требованиями к уровню напряжения применяют аккумуляторные батареи, работающие в режиме постоянного подзаряда. При номинальном напряжении 220В напряжение 230В используется для питания оперативных цепей, аварийного освещения, приводов выключателей переменного тока напряжением 10 -35 кВ, а напряжение 258В - для питания включающих катушек приводов высоковольтных выключателей переменного тока 110 кВ;

Глава 2. Расчёт токов короткого замыкания

2.1 Расчётная схема тяговой подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.4. Расчётная схема тяговой подстанции

2.2 Электрическая схема замещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.5. Схема замещения тяговой подстанции.

2.3 Расчёт сопротивлений элементов схемы замещения

Для расчёта относительных сопротивлений принимаем МВА.

По расчётной схеме (рис.4) и схеме замещения (рис.5.) найдём относительные сопротивления энергосистемы:

Относительные сопротивления линий:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчётные значения напряжения к.з. тяговых обмоток трансформаторов Тр1 и Тр2 определим, используя выражения:

(2.3.1)

Согласно выражению (2.3.1.) получим:

Относительные сопротивления обмоток трансформатора:



Относительные сопротивления обмоток трансформаторов Тр1 и Тр2:

Zсцб =;

rсцб =;

Xсцб=

2.4 Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ

Расчёт токов короткого замыкания на шинах 110 кВ.

Преобразуем схему замещения до точки К-1:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) б)

Рис.6. Преобразование схемы замещения до точки К-1.

Преобразуем сопротивления (рис.6.б):

Определим удалённость точки короткого замыкания от каждого из источников по величине расчётного сопротивления:

следовательно, короткое замыкание, удалённое от первого источника питания.

следовательно, короткое замыкание, удалённое от второго источника питания.

При расчёте токов короткого замыкания от первого и второго источника используем приближенный метод, так как короткое замыкание удалённое.

Расчёт токов короткого замыкания от первого источника.

1. Расчёт периодической составляющей:

кА;

Уточняем время затухания апериодической составляющей -и ударный коэффициент -.

Для ветви электрической системы, присоединённой к сборным шинам мощных электростанций воздушными линиями 220-110 кВ: =0.025 с; =1.65.

Собственное время отключения выключателя ВГУ-110Б-40/3150 УХЛ1 =0.025 с. :

- время отключения тока короткого замыкания; (2.4.2.)

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0.01 с;

Согласно выражению (2.4.2.) получим: = 0.025+0.01=0.035 с.

Расчёт токов короткого замыкания от второго источника.

2. Расчёт апериодической составляющей:

кА;

3. Апериодическую составляющую определим по формуле:

кА. (2.4.1.)

4. Определение ударного тока:

=21.682 кА;

5. Определение трехфазного тока короткого замыкания:

кА.

6. Определим суммарный ток короткого замыкания от двух источников:

кА;

Расчёт токов короткого замыкания на шинах 27.5 кВ.

Преобразуем схему замещения до точки К-2:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) б)

Рис.7. Преобразование схемы замещения до точки К-2.

Преобразуем сопротивления , (рис.7.б)

Преобразуем звезду сопротивлений в треугольник (рис.8.а):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) б)

Рис.8. Схема преобразования до точки К-2.

Убираем ветвь, содержащую сопротивление , так как точки источников питания эквипотенциальны, то ток через эту ветвь не потечёт и сопротивлением можно пренебречь.

После преобразования получим схему (рис.8.б).

Определим удалённость точки короткого замыкания от каждого из источников по величине расчётного сопротивления:

следовательно, короткое замыкание, удалённое от первого источника питания.

следовательно, короткое замыкание, удалённое от второго источника питания.

При расчёте токов короткого замыкания от первого и второго источника используем приближенный метод, так как короткое замыкание удалённое.

Расчёт токов короткого замыкания от первого источника.

1 Расчёт периодической составляющей:

кА;

1.1 По [5, табл.3] уточняем время затухания апериодической составляющей -и ударный коэффициент -.

Для ветви электрической системы, присоединённой к сборным шинам мощных электростанций воздушными линиями 27,5 кВ: =0.02 с; =1.6.

Собственное время отключения выключателяВБЦ-35Б-20/1250 УХЛ1: =0.06 с. [2]:

- время отключения тока короткого замыкания; (2.4.2.)

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0.01 с;

Согласно выражению (2.4.2.) получим: = 0.06+0.01=0.07 с.

Расчёт токов короткого замыкания от второго источника.

2. Расчёт апериодической составляющей:

кА;

3 Апериодическую составляющую определим по формуле (2.4.1.):

кА.

4 Определение ударного тока:

=16,79 кА;

5 Определим суммарный ток короткого замыкания от двух источников:

кА;

6 Определение трехфазного тока короткого замыкания:

кА;

7 Для проверки аппаратуры, токоведущих частей и изоляторов фидеров контактной сети и вводов трансформаторов напряжения рассчитаем токи двухфазного короткого замыкания:

кА;

кА;

кА;

кА;

Расчёт токов короткого замыкания на шинах 10 кВ.

Преобразуем схему замещения до точки К-3:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) б)

Рис.9. Преобразование схемы замещения до точки К-3.

Преобразуем звезду сопротивлений в треугольник (рис.10.а):

а) б)

Рис.10. Схема преобразования до точки К-3.

Убираем ветвь, содержащую сопротивление , так как точки источников питания эквипотенциальны, то ток через эту ветвь не потечёт и сопротивлением можно пренебречь. После преобразования получим схему (рис.10.б). Определим удалённость точки короткого замыкания от каждого из источников по величине расчётного сопротивления:

следовательно, короткое замыкание удалённо от первого источника питания.

следовательно, короткое замыкание удалённо от второго источника питания.

При расчёте токов короткого замыкания от первого и второго источников питания используем приближенный метод, так как короткое замыкание удалённое.

Расчёт токов короткого замыкания от первого источника.

1 Расчёт периодической составляющей.

кА;

1.1 По [5, табл.3] уточняем время затухания апериодической составляющей -и ударный коэффициент -. Для ветви электрической системы, районных распределительных сетей 10 кВ: =0.02 с; =1.6;

- время отключения тока короткого замыкания;

где - собственное время отключения выключателя; для выключателя VF-10-31.5/1250: =0.05 с.

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0.01 с;

Согласно выражению (2.4.2.) получим: = 0.05+0.01=0.06 с.

Расчёт токов короткого замыкания от второго источника.

1 Расчёт периодической составляющей.

кА;

3 Расчёт апериодической составляющей:

кА;

4 Определение ударного тока:

= 61.18 кА;

5 Определим суммарный ток от двух источников:

I_n =I_n1+ I_n2 = 24.76 +2.28 =27.04 кА;

6 Определим трехфазный ток короткого замыкания:

кА;

Расчёт токов короткого замыкания на шинах 0.4 кВ.

Преобразуем схему замещения до точки К-4:

а) б)

Рис.11. Преобразование схемы замещения до точки К-4.

;

Преобразуем звезду сопротивлений в треугольник (рис.12.а):

а) б)

Рисунок 12 Схема преобразования до точки К-4.

Убираем ветвь, содержащую сопротивление , так как точки источников питания эквипотенциальны, то ток через эту ветвь не потечёт и сопротивлением можно пренебречь.

После преобразования получим схему (рис.12.б).

Определим удалённость точки короткого замыкания от каждого из источников по величине расчётного сопротивления:

следовательно, короткое замыкание удалённо от первого источника питания.

следовательно, короткое замыкание удалённо от второго источника питания.

При расчёте токов короткого замыкания от первого и второго источников питания используем приближенный метод, так как короткое замыкание удалённое.

Расчёт токов короткого замыкания от первого источника.

1 Расчёт периодической составляющей.

кА;

1.1 По [5, табл.3] уточняем время затухания апериодической составляющей -и ударный коэффициент -. Для ветви электрической системы:

=0.1с; =1.9;

- время отключения тока короткого замыкания;

где - полное время отключения выключателя;

для выключателя VF-10-31.5/1250: =0.05 с.

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0.01 с;

Согласно выражению (2.4.2.) получим: = 0.05+0.01=0.06 с.

Расчёт токов короткого замыкания от второго источника.

2 Расчёт периодической составляющей

кА;

3 Расчёт апериодической составляющей:

кА;

4 Определение ударного тока:

= 28,36 кА;

5 Определим суммарный ток от двух источников:

I_n =I_n1+ I_n2 = 9,67 + 0.89 = 10,56 кА;

6 Определим трехфазный ток короткого замыкания:

кА;

Расчет токов к.з. на шинах 6кВ

Рисунок 13 Схема преобразования до точки К

Преобразуем Y сопротивлений X*рез7, X*рез8, X*сцб в треугольник.



,

удаленное от первого источника

, удаленное

Для ветви электрической системы: =0.1с; =1.9;

Для VF-10-31.5/1250: =0.05 с.

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0.01 с;

t=0.05+0.01=0.06c

кА

кА

I_n =I_n1+ I_n2 = 5,16 + 0,02 = 5,18 кА

кА

2.5 Расчёт токов короткого замыкания в цепях собственных нужд

а) б)

Рис.13. Расчётная схема (а) и схема замещения (б) СН.

По схемам расчётной (рис.13.а) и замещения (рис.13.б), определяем сопротивления цепи до точки короткого замыкания.

, (2.5.2.)

где - среднее напряжение СН; =0.4 кВ.

- мощность короткого замыкания на шинах, от которых питается ТСН, кВА.

Согласно выражению (2.5.3.) получим:

 кВА; (2.5.3.)

Используя выражение (2.5.2.) определим:

0,0003 мОм;

Полное сопротивление ТСН определим по формуле:

Ом; (2.5.4.)

где u_к - напряжение короткого замыкания ТСН, %

- среднее напряжение СН, кВ; = 0.4 кВ;

- номинальная мощность ТСН, кВА; = 250 кВА.

Используя выражение (2.5.4.) получим:

мОм

Ом = 9.47мОм.

мОм;

Таблица 4 - Сопротивления элементов цепи СН

Наименование элемента Цепи	Активное сопротивление r, мОм	Индуктивное сопротивление x, мОм
Система Понижающий трансформаторТМ - 250/10 Автоматический выключатель АВМ4С (Iном = 600А) Трансформатор тока ТК40 (Iном = 600А) Рубильник РПБ34 (Iном= 600А)	- 9.47 r = 0.05 r = 0.15	0,0003 28,8 x = 0.07 -

Преобразуем схему замещения.

а) б)

в) г)

Рис.14. Схема преобразования.

 мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм;

мОм.

После преобразования получим схему (рис.14 г)

Периодическую составляющую определим по формуле:

, А (2.5.5.)

где = 400 В;

z - полное сопротивление цепи короткого замыкания Ом;

1.05 - коэффициент, учитывающий возможность повышения напряжения на 5 %.

Используя выражение (2.5.5.) получим:

кА

Для определения ударного тока и апериодической составляющей тока короткого замыкания, определим постоянную времени затухания апериодической составляющей по формуле:

с (2.5.6.)

где результирующее реактивное и активное сопротивление цепи короткого замыкания;

рад/с.

Согласно выражению (2.5.6.) получим:

с.

Определим ударный коэффициент:

(2.5.7.)

Используя выражение (2.5.7.) получим:

.

Апериодическую составляющую тока короткого замыкания определим по формуле:

(2.5.8.)

Согласно выражению (2.5.8.) получим:

кА.

Определим ударный ток короткого замыкания:

, (2.5.9.)

где - ударный коэффициент; =1.368.

Согласно выражению (2.5.9.) получим:

кА;

Определим полный ток короткого замыкания по формуле:

(2.5.10)

Согласно выражению (2.5.10) получим:

кА.

Глава 3. Выбор аппаратуры и токоведущих частей подстанции

Для обеспечения надёжной работы аппаратуры и токоведущих частей электроустановки необходимо правильно выбрать их по условиям длительной работы в нормальном режиме и кратковременной работы в режиме короткого замыкания.

Выбор аппаратуры и токоведущих частей выполняется по номинальному току и напряжению:

U_уст U_н; I_раб.max I_н,

где U_уст - номинальное напряжение установки;

U_н - номинальное напряжение аппарата;

I_раб.max - максимальный рабочий ток присоединения, где установлен аппарат;

I_н - номинальный ток аппарата.

3.1 Расчёт максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции

Максимальный рабочий ток вводов тяговой подстанции определим, используя выражение:

(3.1.1.)

где - коэффициент перспективы, равный 1.3;

- коэффициент транзита, =2;

n - число понижающих трансформаторов;

- номинальная мощность трансформатора, ВА;

- номинальное входное напряжение тяговой подстанции, В;

Используя выражение (3.1.1.) получим:

, А;

Максимальный рабочий ток сборных шин тяговой подстанции определим, используя выражение:

(3.1.2.)

где - коэффициент транзита, =0.8;

Используя выражение (3.1.2.) получим:

, А;

Максимальный рабочий ток обмотки высокого напряжения силового трансформатора определим по формуле:

(3.1.3.)

где - коэффициент перегрузки трансформатора, равный 1.5;

- номинальное напряжение стороны высокого напряжения.

Используя выражение (3.1.3.) получим:

, А;

Максимальный рабочий ток обмотки среднего напряжения силового трансформатора определим, используя выражение:

(3.1.4.)

где - номинальное напряжение стороны среднего напряжения, В;

Используя формулу (3.1.4.) получим:

, А;

Максимальный рабочий ток обмотки среднего напряжения силового трансформатора определим, используя выражение:

(3.1.4.)

где - номинальное напряжение стороны среднего напряжения, В;

Используя формулу (3.1.4.) получим:

, А;

Максимальный рабочий ток обмотки высокого напряжения силового районного трансформатора определим по формуле:

(3.1.5.)

где - номинальное напряжение стороны высокого напряжения, В;

Согласно выражению (3.1.5.) будем иметь:

, А;

Максимальный рабочий ток обмотки низкого напряжения силового районного трансформатора определим по формуле:

(3.1.6.)

где - номинальное напряжение стороны высокого напряжения, В;

Согласно выражению (3.1.6.) будем иметь:

, А;

Максимальные рабочие токи сборных шин среднего напряжения определим по формуле:

(3.1.7.)

где - коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, равный 0.6;

n - число понижающих трансформаторов;

- номинальная мощность трансформатора, ВА;

- номинальное напряжение стороны среднего напряжения, В;

Согласно выражению (3.1.7.) получим:

Максимальные рабочие токи сборных шин низкого напряжения определим, используя выражение:

(3.1.8.)

где - номинальное напряжение стороны низкого напряжения, В;

Используя выражение (3.1.8.) получим:

А

Максимальные рабочие токи фидеров районных потребителей определим по формуле:

(3.1.9.)

где - коэффициент перспективы, равный 1.3;

- полная мощность районного потребителя, ВА;

- номинальное напряжение районного потребителя, В;

3.2 Расчёт величины теплового импульса для всех РУ

Для проверки аппаратуры и токоведущих частей выполняется расчёт величины теплового импульса для всех РУ по выражению:

кА²с (3.2.1.)

где - начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания,

где - время срабатывания релейной защиты рассматриваемой цепи;

- полное время отключения выключателя до погасания дуги.

Определение величины теплового импульса в РУ - 110 кВ.

Используя выражение (3.2.1.) определим величину теплового импульса РУ - 110 кВ,

где = 9.292 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 2.0 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя ВГУ - 110 -40 /3150 УХЛ1 [2]:

=0.055 с.

= 0.025 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 2.0 + 0.055 = 2.06 с;

Согласно выражению (3.2.1.) будем иметь:

кА²с.

Определение величины теплового импульса в РУ -27.5 кВ.

Согласно выражению (3.2.1.) определим величину теплового импульса вводов в РУ -27.5 кВ,

где = 7,42 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 1.5 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя ВБЦ - 35Б -20 /1250 УХЛ1 [2]:

=0.08 с.

= 0.02 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 1.5 + 0.08 = 1.58 с;

Используя выражение (3.2.1.) получим:

кА²с.

Используя выражение (3.2.1.) определим величину теплового импульса фидеров контактной сети;

где = 6.43 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 0.5 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя ВБЦО - 27.5Б -25 /1250 УХЛ1 [6]:

=0.08 с.

= 0.02 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 0.5 + 0.08 = 0.58 с;

Согласно выражению (3.2.1.) получим:

кА²с.

Определение величины теплового импульса в РУ -6 кВ.

Согласно выражению (3.2.1.) определим величину теплового импульса вводов в РУ -6 кВ,

где = 5,18 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 1.5 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя VF-10-31,5/1250 У1

= 0.75 с.

= 0.1 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 1.5 + 0.75 = 2,25 с;

Используя выражение (3.2.1.) получим:

кА²с.

Используя выражение (3.2.1.) определим величину теплового импульса фидеров 6 кВ,

где = 5,18 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 1.5 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя VF-10-31,5/1250 У1

= 0.075 с.

= 0.1 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 1.5 + 0.075 = 2,25 с;

Согласно выражению (3.2.1.) будем иметь:

кА²с.

Определение величины теплового импульса в РУ -10 кВ.

Согласно выражению (3.2.1.) определим величину теплового импульса вводов в РУ -10 кВ,

где = 27,04 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 1.0 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя VF-10-31,5/1250 У1

= 0.07 с.

= 0.02 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 1.0 + 0,07 = 1.07 с;

Используя выражение (3.2.1.) получим:

кА²с.

Используя выражение (3.2.1.) определим величину теплового импульса фидеров 10 кВ,

где =27,04 кА;

определим, используя выражение (3.2.2.),

где = 1.0 с;

- полное время отключения выключателя; для выключателя VF-10-31,5/1250 У1

= 0.07 с.

= 0.02 с;

Согласно выражению (3.2.2.) получим:

= 1.0 + 0.07 = 1.07 с;

Согласно выражению (3.2.1.) будет:

кА²с.

3.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Выбор изоляторов

В РУ - 110 кВ выбираем шины:

АС 70086, [2] диаметр - 36.2 мм; сечение -700 мм²; А > А

1 Проверка шин на термическую стойкость.

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле:

, мм² (3.3.1.)

где - величина теплового импульса; =181.88 кА² с;

C - константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90 .

Согласно выражению (3.3.1.) получим:

мм²;

Условие проверки выполняется: ; 700 мм² > 149.08 мм².

2 Проверка по условиям коронирования.

(3.3.2.)

где E₀ - максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см,

, кВ/см (3.3.3.)

где m - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m = 0.82);

r_пр - радиус провода, см.

E - напряжённость электрического поля около поверхности провода, кВ/см,

, кВ/см; (3.3.4.)

где U - линейное напряжение, кВ;

D_ср - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

При горизонтальном расположении фаз . Здесь D - расстояние между соседними фазами, см. Для сборных шин приняты расстояния между проводами разных фаз -1.5; 3.0 и 4.0 м для напряжений 35; 110 и 220 кВ соответственно.

Согласно выражению (3.3.3.) получим:

кВ/см;

Используя выражение (3.3.4.) получим:

кВ/см;

Согласно выражению (3.3.2.) получим:

Условие проверки выполняется.

В РУ -27.5 кВ выбираем шины: АС600/72, [2] диаметр -33.2 мм; сечение - 600 мм²; А.>А.

1 Проверка шин на термическую стойкость.

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.3.1.),

где - величина теплового импульса; = 29.341 кА² с;

C - константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90 .

Согласно выражению (3.3.1.) получим:

мм² ;

Условие проверки выполняется: ; 600 мм²> 60.186 мм².

2 Проверку по условиям коронирования выполним согласно выражению (3.3.2.).

Согласно выражению (3.3.3.) получим:

кВ/см;

Используя выражение (3.3.4.) получим:

кВ/см;

Согласно выражению (3.3.2.) получим:

Условие проверки выполняется.

В РУ -10 кВ выбираем шины:

АС 600/72, [2] диаметр - 33.2 мм; сечение - 600 мм²; А. > А.

1 Проверка шин на термическую стойкость.

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.3.1.),

где - величина теплового импульса; =796,85 кА² с;

C - константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90 .

Согласно выражению (3.3.1.) получим:

мм² .

Условие проверки выполняется: ; 600 мм²> 313,65 мм².

2 Проверку по условиям коронирования выполним согласно выражению (3.3.2.).

Согласно выражению (3.3.3.) получим:

кВ/см;

Используя выражение (3.3.4.) получим:

кВ/см;

Согласно выражению (3.3.2.) получим:

Условие проверки выполняется.

В РУ-6 кВ выбираем жёсткие алюминиевые шины прямоугольного сечения: А-50 5 при числе полос на фазу - 1; допустимый ток А> А. Сечение - 250 мм² .

1 Проверка шин на термическую стойкость.

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.3.1.),

где - величина теплового импульса; = 63,15 кА² с;

C - константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90 .

Согласно выражению (3.3.1.) получим:

мм²;

Условие проверки выполняется: ; 250 мм² >88,3 мм².

2 Проверка на электродинамическую устойчивость.

Механическое напряжение в однополосных шинах определяется:

, МПа (3.3.5.)

где l - расстояние между соседними опорными изоляторами, м. (РУ - 6 кВ: l = 1м);

а - расстояние между осями шин соседних фаз, м. (РУ - 6 кВ: а = 0.25 м);

i_у - ударный ток трёхфазного короткого замыкания, кА;

W - момент сопротивления однополюсных прямоугольных шин при расположении на ребро определяется по формуле:

, м³ (3.3.6.)

Используя выражение (3.3.6.) определим момент спротивления однополюсных прямоугольных шин при расположении на ребро:

, м³

Согласно выражению (3.3.5.) определим напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:

МПа.

Шины механически устойчивы, так как для алюминиевого сплава АД31Т = 75 МПа.

Условие проверки выполняется: ; 64,37 МПа < 75 МПа;

Выбор изоляторов.

В РУ-110 кВ для крепления шин выбираем изоляторы ПС-70 при количестве штук в гирлянде 9 и расстояние между проводами фаз - 300 см.

В РУ -27.5 кВ для крепления шин выбираем изоляторы ПС - 70 при количестве штук в гирлянде - 3 и расстоянии между фазами - 160 см.

Жёсткие шины РУ-10 кВ крепятся на опорных изоляторах ИОС-10/2000УХЛ [2]: U_н=10кВ =U_р=10кВ и проходных ИП - 10/630 У3.

Проверка изоляторов по допускаемой нагрузке.

Проверка выполняется по формуле:

(3.3.11.)

где - сила, действующая на изолятор при коротком замыкании, Н

(3.3.12.)

где , а , l - то же что и в формуле (3.3.6.);

- разрушающая нагрузка на изгиб изолятора по [3] = 5 кН.

Согласно выражению (3.3.12) получим:

кН.

Условие проверки выполняется: .

В РУ - 10 кВ выбираем проходные изоляторы ИП -10 / 630 У3 [4].

;

;

Проверка по допускаемой нагрузке.

Проверку по допускаемой нагрузке выполним по формуле (3.3.11),

где - сила, действующая на изолятор при коротком замыкании, Н

(3.3.13.)

где , а , l - то же что и в формуле (3.3.6.);

Согласно выражению (3.3.13) получим:

 кH.

Условие проверки выполняется:

.

3.4 Выбор коммутационной аппаратуры

3.4.1 Выключатели

В РУ -110 кВ выбираем выключатели ВГУ -110Б - 40/3150 УХЛ1.

1 Проверка на динамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле:

, (3.4.1.)

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =21.682 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 65 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле:

, (3.4.2.)

где - величина теплового импульса в РУ -110 кВ. =180.022 кА²с

,кА²c (3.4.3.)

где - ток термической стойкости, кА по [2]: = 25 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с; по [2]: с.

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется

.

3 Проверка на отключающую способность.

а) проверка на отключение периодической составляющей.

Проверку на отключение периодической составляющей выполним, используя выражение:

, кА (3.4.4.)

где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; 9.292 кА;

- номинальный ток отключения выключателя, кА; по [2]: = 25 кА.

Условие проверки выполняется: .

б) проверка на отключающую способность апериодической составляющей.

Проверку выполним по формуле:

, кА (3.4.5.)

где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;

, кА (3.4.6.)

где - время от начала короткого замыкания до расхождения контактов выключателя.

(3.4.7.)

= 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя: от момента подачи импульса на электромагнит отключения привода выключателя до момента расхождения контактов, по [2]:

= 0.035 с.

Согласно выражению (3.4.7.) получим:

с.

Т_а = 0.05 с. - постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания при t = 0.

Используя выражение (3.4.6.) получим:

кА;

-номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания.

,кА (3.4.8.)

где - номинальное содержание апериодической составляющей;

(3.4.9.)

Согласно выражению (3.4.9.) получим:

0.368;

Используя выражение (3.4.8.) получим:

кА.

Условие проверки (3.4.5) выполняется:

.

в) проверка на отключающую способность полного трехфазного тока.

Проверку выполним по формуле:

(3.4.10.)

где - ток трехфазно короткого замыкания, кА; = 11.464 кА.

Условие проверки (3.4.10.) выполняется:

4 Проверка на включающую способность

Проверку на включающую способность выполним по формулам:

(3.4.11.)

где - действующее значение номинального тока включения, кА; по [2]: = 25 кА;

- действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания, кА; =9.292 кА.

- мгновенное значение номинального тока включения, кА; по [2]: = 65 кА

- трехфазный ток короткого замыкания, кА =11.464 кА.

Условие проверки (3.4.11.) выполняется:

В РУ - 27.5 выбираем выключатели ВБЦО-27,5-25/1250 УХЛ1

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.),

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =16,79 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 64 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.),

где - величина теплового импульса в РУ -27.5 кВ. =88,07 кА²с;

определим по формуле (3.4.3.)

где - ток термической стойкости, кА по [2]: = 25 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с; по [2]:с.

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется: .

3 Проверка на отключающую способность.

а) проверка на отключение периодической составляющей.

Проверку на отключение периодической составляющей выполним по формуле (3.4.4.)

где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; 8.075 кА;

- номинальный ток отключения выключателя, кА; по [2]:= 25 кА.

Условие проверки выполняется: .

б) проверка на отключающую способность апериодической составляющей.

Проверку выполним по формуле (3.4.5.)

где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, определяемая по формуле (3.4.6.), кА;

где - время от начала короткого замыкания до расхождения контактов выключателя, определяется по (3.4.7.),

где = 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя: от момента подачи импульса на электромагнит отключения привода выключателя до момента расхождения контактов, по [2]: = 0.05 с.

Согласно выражению (3.4.7.) получим:

с

Т_а =0.05 с. - постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания при t = 0.

Используя выражение (3.4.6.) получим:

кА;

-номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания определим по формуле (3.4.8.)

где - номинальное содержание апериодической составляющей, определяется по формуле (3.4.9.)

Согласно выражению (3.4.9.) получим:

0.264;

Используя выражение (3.4.8.) получим:

кА.

Условие проверки (3.4.5) выполняется:

в) проверка на отключающую способность полного тока

Проверку выполним по формуле (3.4.10.)

где - ток короткого трехфазного замыкания, кА; = 7,73кА

Условие проверки (3.4.10.) выполняется:

4 Проверка на включающую способность

Проверку на включающую способность выполним по формулам (3.4.11.)

где -действующее значение номинального тока включения, кА; по [2]: =25 кА;

- действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания, кА; =7,42кА;

- мгновенное значение номинального тока включения, кА; по [2]: = 64 кА;

- полный ток короткого трехфазного замыкания, кА =7,73 кА;

Условие проверки (3.4.11.) выполняется:

Проверка выключателя ФКС. Выбираем выключатель ВБЦО - 27,5Б - 25 / 1250 У1.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.),

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =14.54 кА;

- сквозной предельный ток, кА [6]: = 51 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.),

где - величина теплового импульса в РУ -27.5 кВ. =24,77 кА²с;

определим по формуле (3.4.3.)

где - ток термической стойкости, кА по [6]: = 20 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [6]: с.

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим: Условие проверки выполняется:

.

3 Проверка на отключающую способность.

а) проверка на отключение периодической составляющей.

Проверку на отключение периодической составляющей выполним по формуле (3.4.4.)

где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; 6,43 кА;

- номинальный ток отключения выключателя, кА; по [6]: = 25кА.

Условие проверки выполняется: .

б) проверка на отключающую способность апериодической составляющей.

Проверку выполним по формуле (3.4.5.)

где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, определяемая по формуле (3.4.6.), кА;

где - время от начала короткого замыкания до расхождения контактов выключателя, определяется по (3.4.7.),

где = 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя: от момента подачи импульса на электромагнит отключения привода выключателя до момента расхождения контактов, по [6]: = 0.06 с.

Согласно выражению (3.4.7.) получим:

с

Т_а =0.05 с.- постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания

при t = 0.

Используя выражение (3.4.6.) получим:

кА;

-номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания определим по формуле (3.4.8.)

где - номинальное содержание апериодической составляющей, определяется по формуле (3.4.9.)

Согласно выражению (3.4.9.) получим:

0.211;

Используя выражение (3.4.8.) получим:

кА.

Условие проверки (3.4.5) выполняется:

в) проверка на отключающую способность полного тока

Проверку выполним по формуле (3.4.10.)

где - ток короткого трехфазного замыкания, кА; = 6,7 кА.

Условие проверки (3.4.10.) выполняется:

4 Проверка на включающую способность

Проверку на включающую способность выполним по формулам (3.4.11.)

где -действующее значение номинального тока включения, кА; по [6]: =25 кА;

- действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания, кА; = 6.43 кА.

- мгновенное значение номинального тока включения, кА; по [6]: = 122 кА;

- полный ток короткого трехфазного замыкания, кА =6,7 кА;

Условие проверки (3.4.11.) выполняется:

В РУ-10 кВ выбираем выключатели: на вводах VF-10 -31,5 /1250 У3.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.),

где - ударный ток короткого замыкания, кА. = 61,18кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 80 кА

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.),

где - величина теплового импульса в РУ-10кВ. = 796,85 кА²с;

определим по формуле (3.4.3.)

где - ток термической стойкости, кА по [2]: = 31,5 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [2]: с.

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется .

3 Проверка на отключающую способность

а) проверка на отключение периодической составляющей.

Проверку на отключение периодической составляющей выполним по формуле (3.4.4.)

где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; 27,04 кА;

- номинальный ток отключения выключателя, кА; по: = 31,5 кА.

Условие проверки выполняется: .

б) проверка на отключающую способность апериодической составляющей.

Проверку выполним по формуле (3.4.5.)

где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, определяемая по формуле (3.4.6.), кА;

где - время от начала короткого замыкания до расхождения контактов выключателя, определяется по (3.4.7.),

где = 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя, по [2]: = 0.055 с.

Согласно выражению (3.4.7.) получим:

Т_а =0.05 с.- постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания

при t = 0.

Используя выражение (3.4.6.) получим:

кА;

-номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания определим по формуле (3.4.8.)

где - номинальное содержание апериодической составляющей, определяется по формуле (3.4.9.)

Согласно выражению (3.4.9.) получим:

0.236;

Используя выражение (3.4.8.) получим:

кА.

Условие проверки (3.4.5) выполняется:

в) проверка на отключающую способность полного тока

Проверку выполним по формуле (3.4.10.)

где - ток короткого трехфазного замыкания, кА; = 28,95 кА.

Условие проверки (3.4.10.) выполняется:

4 Проверка на включающую способность

Проверку на включающую способность выполним по формулам (3.4.11.)

где - действующее значение номинального тока включения, кА; по [2]: =80 кА;

- действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания, кА; = 27,04 кА.

- мгновенное значение номинального тока включения, кА; по [2]: = 80 кА

- ток короткого трехфазного замыкания, кА; =28,95 кА

Условие проверки (3.4.11.) выполняется:

3.4.2 Разъединители

В РУ -110 кВ выбираем разъединители: РНДЗ - 1 - 110 /2000 У1 и РНДЗ - 2- 110 /2000 У1.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.)

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =21.682 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 100 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)

где - величина теплового импульса вводов РУ -110 кВ. =180.022 кА²с;

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

где - ток термической стойкости, кА по [2]: = 40 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [2]: с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется .

В РУ -27.5 кВ выбираем разъединители: РНДЗ - 1 -35 /1000 У1.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.)

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =19.697 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 80 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)

где - величина теплового импульса вводов РУ -27.5 кВ. =120.864 кА²с;

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

где - ток термической стойкости, кА по [2]: = 31.5 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [2]: с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется

ФКС РУ27.5 выбираем разъединители: РНДЗ - 1 -35 /1000 У1.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.)

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =16,79 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 80 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)

где - величина теплового импульса фидеров РУ -27.5 кВ. = 88,07 кА²с;

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

где - ток термической стойкости, кА по [2]: = 31.5 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [2]: с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется .

Фидеры ДПР, вводы ТСН РУ27.5 выбираем разъединители: РНДЗ - 1 -35 /1000 У1.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.)

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =14,54 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2]: = 80 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)

где - величина теплового импульса фидеров ДПР в РУ -27.5 кВ; =24,77 кА²с;

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

где - ток термической стойкости, кА по [3] = 31.5 кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [2]: с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется .

В РУ -10 кВ выбираем разъединители: на вводах РЛНД - 2 - 10 /630 У1.

1 Проверка на электродинамическую стойкость

Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле (3.4.1.)

где - ударный ток короткого замыкания, кА. =61,18 кА;

- сквозной предельный ток, кА [2] = 125 кА.

Условие проверки выполняется: .

2 Проверка на термическую стойкость

Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)

где - величина теплового импульса вводов РУ -10 кВ. =796,85 кА²с;

Согласно выражению (3.4.3.) получим:

кА²с.

где - ток термической стойкости, кА по [2] =45кА;

- время протекания тока термической стойкости, с. по [2] с.

Согласно выражению (3.4.2.) получим:

Условие проверки выполняется .

3.4.3 Предохранители

В РУ - 10 кВ для защиты трансформаторов напряжения выбираем предохранители ПКТ101 - 10 - 20 - 31.5 У3.

Предохранители проверяем по номинальному току отключения по формуле:

(3.4.12.)

где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, = 27,04 кА.

Условие проверки выполняется: кА.

3.5 Выбор измерительных трансформаторов

3.5.1 Выбор объёма измерений

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 

дипломная работа "Электрифицированные железные дороги" скачать

Подобные документы

• Расчет тяговой подстанции

  Однолинейная схема главных электрических соединений тяговой подстанции. Расчет токов короткого замыкания с целью проверки выбранного оборудования. Выбор аккумуляторной батареи, трансформатора собственных нужд. Расчёт заземляющего устройства подстанции.
  
  курсовая работа [245,3 K], добавлен 22.09.2015
  

• Расчет тяговой подстанции

  Разработка схемы главных электрических соединений тяговой подстанции. Расчет токов коротких замыканий на шинах, выбор и проверка аппаратуры, токоведущих частей и изоляторов. Расчет заземляющих устройств, технико-экономических показателей подстанции.
  
  курсовая работа [876,1 K], добавлен 23.06.2010
  

• Защита фидеров контактной сети тяговой подстанции и поста секционирования

  Тяговые подстанции электрифицированных железных дорог Российской Федерации, их назначение. Степень защиты контактной сети от токов короткого замыкания и грозовых перенапряжений. Комплект защиты фидера тяговой подстанции переменного тока, расчет установок.
  
  курсовая работа [854,4 K], добавлен 23.06.2010
  

• Проектирование судового двигателя внутреннего сгорания

  Выбор главных двигателей и основных параметров. Определение суммарных мощностей главных двигателей. Тепловой расчёт ДВС. Динамический расчёт двигателя: диаграмма движущих и касательных усилий. Определение махового момента и главных размеров маховика.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 08.12.2010
  

• Модернизация релейной защиты на тяговой подстанции Улан-Удэ на базе микропроцессорной техники

  Основные понятия и комплекты релейной защиты. Диагностирование микропроцессорных защит фидеров контактной сети при помощи современных приборов. Инженерно-технические мероприятия по повышению устойчивости работы тяговой подстанции в чрезвычайной ситуации.
  
  дипломная работа [6,5 M], добавлен 14.11.2010
  

• Расчет системы электроснабжения электрифицированного участка постоянного тока

  Порядок построения и основное содержание графика движения поездов. Методика расчета токов фидеров. Составление и определение параметров мгновенных схем. Принципы вычисления мощности тяговой подстанции и коэффициента полезного действия тяговой сети.
  
  курсовая работа [3,0 M], добавлен 26.11.2014
  

• Расчёт опасных и мешающих влияний электрифицированной железной дороги на смежную линию

  Моделирование с помощью программного комплекса Flow 3. Типовой расчет. Расчёт токов короткого замыкания и влияющего тока, наводимых опасных напряжений, ширины сближения для соблюдения нормированных значений опасных влияний, напряжения мешающего влияния.
  
  курсовая работа [154,6 K], добавлен 25.10.2008
  

• Расчёт тяговой динамичности автотранспортного средства

  Выбор коэффициента сопротивления качению. Определение центров масс транспортного средства, груза и нормальных реакций дороги. Внешняя скоростная характеристика двигателя, подбор шин. Определение радиуса качения колеса. Выбор КПД трансмиссии автомобиля.
  
  курсовая работа [929,7 K], добавлен 19.01.2016
  

• Проектирование мостового крана

  Выбор конструкции полиспаста, его кинематическая схема. Выбор каната и крюка, тормоза. Расчёт диаметров барабана и блоков. Определение мощности на подъём груза номинальной массы при установившемся движении механизма. Сопротивление передвижению тали.
  
  курсовая работа [379,6 K], добавлен 22.11.2013
  

• Расчёт электрических сетей железных дорог

  Расчёт сложнозамкнутой сети одного напряжения с одним источником питания. Определение токов обмоток тяговых трансформаторов в системе электроснабжения переменного тока 25кВ, собственных и взаимных сопротивлений и падения напряжения в линии ДПР.
  
  курсовая работа [522,9 K], добавлен 09.11.2008
  

• Нетяговые железнодорожные потребители

  Расчет нагрузок, мощностей трансформаторов в нормальном и вынужденном режиме. Определение параметров кабельных линий 6 кВ, токов короткого замыкания. Выбор и проверка необходимого оборудования. Релейная защита. Расчет компенсации реактивной мощности.
  
  дипломная работа [995,3 K], добавлен 28.04.2014
  

• Транспортная система ОАО "Российские железные дороги"

  Исследование сущность и задачи транспортной логистики. Рассмотрение видов транспортных тарифов и правил их применения. Организационно-экономическая характеристика ОАО "Российские железные дороги". Описание основ обслуживания потребителей данных услуг.
  
  курсовая работа [202,5 K], добавлен 08.08.2015
  

• Расчёт тепловоза на конструктивной основе существующего образца

  Касательная полезная мощность. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза. Определение передаточного числа зубчатой передачи. Выбор и обоснование основных элементов экипажной части. Определение критической скорости движения тепловоза.
  
  курсовая работа [830,1 K], добавлен 04.01.2014
  

• Проектирование сортировочных устройств

  Расчёт состава поезда, размеров поездопотоков, числа путей. Выбор типа сортировочного устройства. Проектирование продольного профиля спускной части горки. Условие разделения отцепов на разделительных элементах. Выбор схемы ввода вывода главных путей.
  
  курсовая работа [164,3 K], добавлен 11.04.2014
  

• Расчёт дорожного ограждения

  Вычисление параметров движения автомобиля при непреднамеренном съезде с дороги. Расчёт ограждения на прочность и жёсткость. Построения расчётных эпюр. Схема невыгодного положения автомобиля в конце удара и выбор кинетической траектории его ограждения.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 05.12.2012
  

• Проектирование строительно-монтажных работ по сооружению контактной сети

  Проектирование организации и производства строительно-монтажных работ по сооружению контактной сети и монтажу тяговой подстанции. Определение объёма строительных и монтажных работ, выбор и обоснование способа их производства, расчет необходимых затрат.
  
  курсовая работа [177,8 K], добавлен 19.08.2009
  

• Расчет системы электроснабжения участка постоянного тока

  Расчет системы электроснабжения участка постоянного тока методом равномерного сечения графика. Решение задач по построению графика поездов, определению токов фидеров. Составление и расчет мгновенных схем. Расчет мощности тяговой подстанции и КПД.
  
  курсовая работа [866,4 K], добавлен 09.01.2009
  

• Тяговой расчёт ленточного конвейера

  Использование ленточного конвейера в промышленности для непрерывного перемещения грузов по трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Выбор кинематической схемы и определение технической и эксплуатационной производительности транспортирующих машин.
  
  реферат [825,1 K], добавлен 17.06.2011
  

• Расчёт тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля

  Характеристика тягового расчёта автомобиля. Определение параметров автомобиля: полная масса, коэффициент аэродинамического сопротивления, обтекаемости и сцепления колёс с дорогой. Сила сопротивления качению, ускорение во время разгона и баланс мощности.
  
  контрольная работа [91,5 K], добавлен 21.02.2011
  

• Системы управления электроподвижным составом

  Основные номинальные параметры тягового двигателя проектируемого электровоза. Выбор структуры схемы силовой цепи. Расчёт пускового резистора. Выбор схемы защиты тяговых двигателей и электрического оборудования. Разработка узла схемы цепей управления.
  
  курсовая работа [150,7 K], добавлен 09.01.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам